[科普中國]-展成法

展成法又稱范成法，是利用齒輪刀具與齒坯的嚙合運(yùn)動(dòng)而切出齒形的方法。插齒和滾齒屬展成法。

簡(jiǎn)介展成法是齒輪加工的一種。齒輪的切削加工可分為兩大類：成形法和展成法。因其具有較高的生產(chǎn)率和加工精度，展成法在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用。

插齒加工插齒加工是在插齒機(jī)上進(jìn)行的。插齒時(shí)，插齒刀與被切齒坯的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于一對(duì)齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)。插齒刀的形狀類似一個(gè)齒輪，用高速鋼制造，并在輪齒，上磨出前角與后角，從而使它具有鋒利的刀刃，如圖a所示。 插齒時(shí)，要求插齒刀作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)而切削齒坯，同時(shí)要求插齒刀和齒坯之間嚴(yán)格保持著一對(duì)漸開線齒輪的嚙合關(guān)系，從而形成漸開線齒形，如圖b所示。每一把插齒刀可以切出模數(shù)相同的各種齒數(shù)的齒輪。

為完成插齒加工，插齒機(jī)需要有以下五種運(yùn)動(dòng)。

1、主運(yùn)動(dòng)：指插齒刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

2、分齒運(yùn)動(dòng)：指插齒刀和齒坯之間保持一對(duì)傳動(dòng)齒輪的嚙合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)；

3、圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：指插齒刀每往復(fù)一-次在分度圓周上所轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)（mm），反映插齒刀和齒坯轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢；

4、徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：為使插齒刀逐漸切至齒的全深；

5、徑向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，沿工件半徑方向所作的運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)靠進(jìn)給凸輪控制。

滾齒加工滾齒加工是在滾齒機(jī)上進(jìn)行的。滾齒加工是根據(jù)齒輪條嚙合的原理，滾刀的形狀與蝸桿相似，垂直于螺旋線方向上開出溝槽形成切削刃和前角、后角，由于滾刀刀齒輪廓線是具有切削能力的刀刃，在強(qiáng)制滾刀與被切齒坯保持嚙合運(yùn)動(dòng)的過程中，滾刀刀齒的軌跡即可包絡(luò)成漸開線齒輪的齒形，如圖所示。

在滾齒時(shí)，必須保證滾刀刀齒的運(yùn)動(dòng)方向與被加工齒輪的齒向一致。由于滾刀的刀齒分布在螺旋線上，刀齒的方向與滾刀軸線并不垂直，這就要求把刀架轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。滾切直齒輪時(shí)，這個(gè)角度就是滾刀的螺旋升角。滾切斜齒輪時(shí)還要考慮齒輪的螺旋角。

每一把滾刀可以加工出模數(shù)相同、齒數(shù)不同的漸開線齒輪。滾齒機(jī)在加工直齒輪時(shí)，需具備以下三種運(yùn)動(dòng)。

1、主運(yùn)動(dòng)滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

2、分齒運(yùn)動(dòng)：保證袞刀和被切齒輪之間嚙合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)。也就是滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)（相當(dāng)于齒條軸向移動(dòng)一個(gè)齒距），被切齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒；

3、垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：滾刀沿工件軸線的垂直進(jìn)給，以保證切出齒輪的整個(gè)齒寬，滾齒除能加工直齒、斜齒的外圓柱齒輪外，還能加工蝸輪和鏈輪。1

加工原理展成法加工直齒圓錐齒輪是應(yīng)用平面齒輪與圓錐齒輪相嚙合的原理。如圖所示，在刨齒機(jī)上加工直齒圓錐齒輪時(shí)，機(jī)床上的搖臺(tái)相當(dāng)于平面齒輪1，刨齒刀4切削刃的往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌跡相當(dāng)于平面齒輪上的一個(gè)齒，這樣刨刀切削刃就可制成與平面齒輪齒廓一樣的直線形狀。在加工時(shí)，通常是用兩把刨刀的兩個(gè)切削刃代替平面齒輪的兩個(gè)齒廓，除沿被加工工件的根錐方向3作往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)外，還要和搖臺(tái)一起圍繞搖臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線作搖擺運(yùn)動(dòng)。從而與安裝在機(jī)床主軸上的工件5作嚙合展成運(yùn)動(dòng)，這樣即可切出所需要的齒形。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黃倫先 - 副教授 - 西南大學(xué)